[发明专利]一种耐高温催化剂载体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐高温催化剂载体及其制备方法，属于耐高温催化剂载体材料及其制备技术领域。

背景技术

许多重要的工业催化方法在高温下进行，例如，甲烷蒸汽重整制合成气（一氧化碳和氢气的混合物），烃部分氧化制备合成气，煤层气等含氧有机物脱氧或有机物的催化燃烧，合成气甲烷化反应合成天然气等反应均需在高温下进行，在多数情况下，所用催化剂为固体催化剂，其中的活性催化组分负载在金属氧化物上。用通常的载体负载的催化剂，由于载体的耐高温性能不佳，在高温下，比表面积减小，孔容下降，活性组分的晶粒聚集和长大，催化剂的寿命不高。

中国专利CN201010245734.8制备了一种耐高温、耐硫的稀土改性的氧化锆铝和氧化钡铝催化剂载体，用于汽车尾气催化剂。但是载体在高温、高压和高水蒸气条件下，表面积损失的速率显著加快，其稳定性不能够满足工业高温、高水汽条件下反应的需要。中国专利CN93106324.8制备了耐高温的镁基催化剂载体，可用于高温高水蒸气下反应，但该催化剂载体的比表面积不到10m²/g，不能够满足在载体上负载较大量的活性组分，用这种载体制备的催化剂的活性较低。

中国专利CN96196015.9；美国专利UP2375402,UP4681867，UP4880764；欧洲专利EP0257983；日本专利JP57-18639等。采用了含铪氧化物作为催化剂的载体，制备耐高温的催化剂载体和耐高温的催化剂，但是由于铪化合物的价格昂贵，造成载体和催化剂的成本高昂，应用受到限制。

发明内容

为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种耐高温催化剂载体及其制备方法，该载体应具有良好的耐高温性能，使用寿命长，制备成本低。

本发明采用的技术方案是：一种耐高温催化剂载体包含Al₂O₃、ZrO₂、TiO₂、MgO或SiO₂中的三种或三种以上，经稀土氧化物改性制得；稀土元素改性剂为La、Ce、Nd、Sm的氧化物，其加入量的质量百分比为3~20%。

所述的一种耐高温催化剂载体的制备方法包括下列步骤：

（1）选用Al₂O₃、ZrO₂、TiO₂、MgO或SiO₂的三种或三种以上对应的氢氧化物混合均匀、烘干、焙烧后，得到一级载体粉末，焙烧温度300~500℃；

(2)所述一级载体粉末与一级载体粉末对应的盐溶液混合打浆，然后采用沉淀剂将盐溶液沉淀，过滤、洗涤、烘干、焙烧后，得到二级载体粉末，焙烧温度为500~800℃；

(3)所述二级载体粉末与La、Ce、Nd或Sm的盐溶液混合打浆，然后采用沉淀剂将La、Ce、Nd、Sm沉淀，过滤、洗涤、烘干、煅烧后，得到耐高温催化剂载体粉末，根据需要成型即得耐高温催化剂载体，煅烧时通入惰性气体N2或He，煅烧温度为900~1200℃。

所述一级载体粉末对应的盐溶液选自硝酸盐、氯化物或硫酸盐的溶液，SiO₂以硅溶胶形式加入。

所述La、Ce、Nd、Sm的盐溶液选自硝酸盐或氯化物的溶液。 

所述沉淀剂选自氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠或氨水。

本发明的有益效果是：这种耐高温催化剂载体的材料选用Al₂O₃、ZrO₂、TiO₂、MgO或SiO₂中的三种或三种以上，经稀土化合物改性制得，改性剂稀土元素为La、Ce、Nd、Sm等稀土氧化物，含量为3~20%。该载体材料在600℃以上和高水蒸气存在时，具有很高的表面积稳定性、良好的耐高温性和高的比表面积，催化活性组分负载在这些载体上，在高温反应时，活性组分金属或金属氧化物颗粒不易烧结，性能稳定，催化剂具有较长的寿命。这种载体在高温反应催化剂的制备上，工艺简单，成本低兼，制备的高温载体的比表面积在40m²/g以上，孔容在0.2ml/g以上，具有良好的应用前景。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

实施例1